Merge master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/davej/cpufreq
[pandora-kernel.git] / Documentation / powerpc / booting-without-of.txt
1            Booting the Linux/ppc kernel without Open Firmware
2            --------------------------------------------------
3
4
5 (c) 2005 Benjamin Herrenschmidt <benh at kernel.crashing.org>,
6     IBM Corp.
7 (c) 2005 Becky Bruce <becky.bruce at freescale.com>,
8     Freescale Semiconductor, FSL SOC and 32-bit additions
9 (c) 2006 MontaVista Software, Inc.
10     Flash chip node definition
11
12    May 18, 2005: Rev 0.1 - Initial draft, no chapter III yet.
13
14    May 19, 2005: Rev 0.2 - Add chapter III and bits & pieces here or
15                            clarifies the fact that a lot of things are
16                            optional, the kernel only requires a very
17                            small device tree, though it is encouraged
18                            to provide an as complete one as possible.
19
20    May 24, 2005: Rev 0.3 - Precise that DT block has to be in RAM
21                          - Misc fixes
22                          - Define version 3 and new format version 16
23                            for the DT block (version 16 needs kernel
24                            patches, will be fwd separately).
25                            String block now has a size, and full path
26                            is replaced by unit name for more
27                            compactness.
28                            linux,phandle is made optional, only nodes
29                            that are referenced by other nodes need it.
30                            "name" property is now automatically
31                            deduced from the unit name
32
33    June 1, 2005: Rev 0.4 - Correct confusion between OF_DT_END and
34                            OF_DT_END_NODE in structure definition.
35                          - Change version 16 format to always align
36                            property data to 4 bytes. Since tokens are
37                            already aligned, that means no specific
38                            required alignment between property size
39                            and property data. The old style variable
40                            alignment would make it impossible to do
41                            "simple" insertion of properties using
42                            memove (thanks Milton for
43                            noticing). Updated kernel patch as well
44                          - Correct a few more alignment constraints
45                          - Add a chapter about the device-tree
46                            compiler and the textural representation of
47                            the tree that can be "compiled" by dtc.
48
49    November 21, 2005: Rev 0.5
50                          - Additions/generalizations for 32-bit
51                          - Changed to reflect the new arch/powerpc
52                            structure
53                          - Added chapter VI
54
55
56  ToDo:
57         - Add some definitions of interrupt tree (simple/complex)
58         - Add some definitions for pci host bridges
59         - Add some common address format examples
60         - Add definitions for standard properties and "compatible"
61           names for cells that are not already defined by the existing
62           OF spec.
63         - Compare FSL SOC use of PCI to standard and make sure no new
64           node definition required.
65         - Add more information about node definitions for SOC devices
66           that currently have no standard, like the FSL CPM.
67
68
69 I - Introduction
70 ================
71
72 During the recent development of the Linux/ppc64 kernel, and more
73 specifically, the addition of new platform types outside of the old
74 IBM pSeries/iSeries pair, it was decided to enforce some strict rules
75 regarding the kernel entry and bootloader <-> kernel interfaces, in
76 order to avoid the degeneration that had become the ppc32 kernel entry
77 point and the way a new platform should be added to the kernel. The
78 legacy iSeries platform breaks those rules as it predates this scheme,
79 but no new board support will be accepted in the main tree that
80 doesn't follows them properly.  In addition, since the advent of the
81 arch/powerpc merged architecture for ppc32 and ppc64, new 32-bit
82 platforms and 32-bit platforms which move into arch/powerpc will be
83 required to use these rules as well.
84
85 The main requirement that will be defined in more detail below is
86 the presence of a device-tree whose format is defined after Open
87 Firmware specification. However, in order to make life easier
88 to embedded board vendors, the kernel doesn't require the device-tree
89 to represent every device in the system and only requires some nodes
90 and properties to be present. This will be described in detail in
91 section III, but, for example, the kernel does not require you to
92 create a node for every PCI device in the system. It is a requirement
93 to have a node for PCI host bridges in order to provide interrupt
94 routing informations and memory/IO ranges, among others. It is also
95 recommended to define nodes for on chip devices and other busses that
96 don't specifically fit in an existing OF specification. This creates a
97 great flexibility in the way the kernel can then probe those and match
98 drivers to device, without having to hard code all sorts of tables. It
99 also makes it more flexible for board vendors to do minor hardware
100 upgrades without significantly impacting the kernel code or cluttering
101 it with special cases.
102
103
104 1) Entry point for arch/powerpc
105 -------------------------------
106
107    There is one and one single entry point to the kernel, at the start
108    of the kernel image. That entry point supports two calling
109    conventions:
110
111         a) Boot from Open Firmware. If your firmware is compatible
112         with Open Firmware (IEEE 1275) or provides an OF compatible
113         client interface API (support for "interpret" callback of
114         forth words isn't required), you can enter the kernel with:
115
116               r5 : OF callback pointer as defined by IEEE 1275
117               bindings to powerpc. Only the 32 bit client interface
118               is currently supported
119
120               r3, r4 : address & length of an initrd if any or 0
121
122               The MMU is either on or off; the kernel will run the
123               trampoline located in arch/powerpc/kernel/prom_init.c to
124               extract the device-tree and other information from open
125               firmware and build a flattened device-tree as described
126               in b). prom_init() will then re-enter the kernel using
127               the second method. This trampoline code runs in the
128               context of the firmware, which is supposed to handle all
129               exceptions during that time.
130
131         b) Direct entry with a flattened device-tree block. This entry
132         point is called by a) after the OF trampoline and can also be
133         called directly by a bootloader that does not support the Open
134         Firmware client interface. It is also used by "kexec" to
135         implement "hot" booting of a new kernel from a previous
136         running one. This method is what I will describe in more
137         details in this document, as method a) is simply standard Open
138         Firmware, and thus should be implemented according to the
139         various standard documents defining it and its binding to the
140         PowerPC platform. The entry point definition then becomes:
141
142                 r3 : physical pointer to the device-tree block
143                 (defined in chapter II) in RAM
144
145                 r4 : physical pointer to the kernel itself. This is
146                 used by the assembly code to properly disable the MMU
147                 in case you are entering the kernel with MMU enabled
148                 and a non-1:1 mapping.
149
150                 r5 : NULL (as to differentiate with method a)
151
152         Note about SMP entry: Either your firmware puts your other
153         CPUs in some sleep loop or spin loop in ROM where you can get
154         them out via a soft reset or some other means, in which case
155         you don't need to care, or you'll have to enter the kernel
156         with all CPUs. The way to do that with method b) will be
157         described in a later revision of this document.
158
159
160 2) Board support
161 ----------------
162
163 64-bit kernels:
164
165    Board supports (platforms) are not exclusive config options. An
166    arbitrary set of board supports can be built in a single kernel
167    image. The kernel will "know" what set of functions to use for a
168    given platform based on the content of the device-tree. Thus, you
169    should:
170
171         a) add your platform support as a _boolean_ option in
172         arch/powerpc/Kconfig, following the example of PPC_PSERIES,
173         PPC_PMAC and PPC_MAPLE. The later is probably a good
174         example of a board support to start from.
175
176         b) create your main platform file as
177         "arch/powerpc/platforms/myplatform/myboard_setup.c" and add it
178         to the Makefile under the condition of your CONFIG_
179         option. This file will define a structure of type "ppc_md"
180         containing the various callbacks that the generic code will
181         use to get to your platform specific code
182
183         c) Add a reference to your "ppc_md" structure in the
184         "machines" table in arch/powerpc/kernel/setup_64.c if you are
185         a 64-bit platform.
186
187         d) request and get assigned a platform number (see PLATFORM_*
188         constants in include/asm-powerpc/processor.h
189
190 32-bit embedded kernels:
191
192   Currently, board support is essentially an exclusive config option.
193   The kernel is configured for a single platform.  Part of the reason
194   for this is to keep kernels on embedded systems small and efficient;
195   part of this is due to the fact the code is already that way. In the
196   future, a kernel may support multiple platforms, but only if the
197   platforms feature the same core architectire.  A single kernel build
198   cannot support both configurations with Book E and configurations
199   with classic Powerpc architectures.
200
201   32-bit embedded platforms that are moved into arch/powerpc using a
202   flattened device tree should adopt the merged tree practice of
203   setting ppc_md up dynamically, even though the kernel is currently
204   built with support for only a single platform at a time.  This allows
205   unification of the setup code, and will make it easier to go to a
206   multiple-platform-support model in the future.
207
208 NOTE: I believe the above will be true once Ben's done with the merge
209 of the boot sequences.... someone speak up if this is wrong!
210
211   To add a 32-bit embedded platform support, follow the instructions
212   for 64-bit platforms above, with the exception that the Kconfig
213   option should be set up such that the kernel builds exclusively for
214   the platform selected.  The processor type for the platform should
215   enable another config option to select the specific board
216   supported.
217
218 NOTE: If ben doesn't merge the setup files, may need to change this to
219 point to setup_32.c
220
221
222    I will describe later the boot process and various callbacks that
223    your platform should implement.
224
225
226 II - The DT block format
227 ========================
228
229
230 This chapter defines the actual format of the flattened device-tree
231 passed to the kernel. The actual content of it and kernel requirements
232 are described later. You can find example of code manipulating that
233 format in various places, including arch/powerpc/kernel/prom_init.c
234 which will generate a flattened device-tree from the Open Firmware
235 representation, or the fs2dt utility which is part of the kexec tools
236 which will generate one from a filesystem representation. It is
237 expected that a bootloader like uboot provides a bit more support,
238 that will be discussed later as well.
239
240 Note: The block has to be in main memory. It has to be accessible in
241 both real mode and virtual mode with no mapping other than main
242 memory. If you are writing a simple flash bootloader, it should copy
243 the block to RAM before passing it to the kernel.
244
245
246 1) Header
247 ---------
248
249    The kernel is entered with r3 pointing to an area of memory that is
250    roughly described in include/asm-powerpc/prom.h by the structure
251    boot_param_header:
252
253 struct boot_param_header {
254         u32     magic;                  /* magic word OF_DT_HEADER */
255         u32     totalsize;              /* total size of DT block */
256         u32     off_dt_struct;          /* offset to structure */
257         u32     off_dt_strings;         /* offset to strings */
258         u32     off_mem_rsvmap;         /* offset to memory reserve map
259 */
260         u32     version;                /* format version */
261         u32     last_comp_version;      /* last compatible version */
262
263         /* version 2 fields below */
264         u32     boot_cpuid_phys;        /* Which physical CPU id we're
265                                            booting on */
266         /* version 3 fields below */
267         u32     size_dt_strings;        /* size of the strings block */
268 };
269
270    Along with the constants:
271
272 /* Definitions used by the flattened device tree */
273 #define OF_DT_HEADER            0xd00dfeed      /* 4: version,
274                                                    4: total size */
275 #define OF_DT_BEGIN_NODE        0x1             /* Start node: full name
276 */
277 #define OF_DT_END_NODE          0x2             /* End node */
278 #define OF_DT_PROP              0x3             /* Property: name off,
279                                                    size, content */
280 #define OF_DT_END               0x9
281
282    All values in this header are in big endian format, the various
283    fields in this header are defined more precisely below. All
284    "offset" values are in bytes from the start of the header; that is
285    from the value of r3.
286
287    - magic
288
289      This is a magic value that "marks" the beginning of the
290      device-tree block header. It contains the value 0xd00dfeed and is
291      defined by the constant OF_DT_HEADER
292
293    - totalsize
294
295      This is the total size of the DT block including the header. The
296      "DT" block should enclose all data structures defined in this
297      chapter (who are pointed to by offsets in this header). That is,
298      the device-tree structure, strings, and the memory reserve map.
299
300    - off_dt_struct
301
302      This is an offset from the beginning of the header to the start
303      of the "structure" part the device tree. (see 2) device tree)
304
305    - off_dt_strings
306
307      This is an offset from the beginning of the header to the start
308      of the "strings" part of the device-tree
309
310    - off_mem_rsvmap
311
312      This is an offset from the beginning of the header to the start
313      of the reserved memory map. This map is a list of pairs of 64
314      bit integers. Each pair is a physical address and a size. The
315
316      list is terminated by an entry of size 0. This map provides the
317      kernel with a list of physical memory areas that are "reserved"
318      and thus not to be used for memory allocations, especially during
319      early initialization. The kernel needs to allocate memory during
320      boot for things like un-flattening the device-tree, allocating an
321      MMU hash table, etc... Those allocations must be done in such a
322      way to avoid overriding critical things like, on Open Firmware
323      capable machines, the RTAS instance, or on some pSeries, the TCE
324      tables used for the iommu. Typically, the reserve map should
325      contain _at least_ this DT block itself (header,total_size). If
326      you are passing an initrd to the kernel, you should reserve it as
327      well. You do not need to reserve the kernel image itself. The map
328      should be 64 bit aligned.
329
330    - version
331
332      This is the version of this structure. Version 1 stops
333      here. Version 2 adds an additional field boot_cpuid_phys.
334      Version 3 adds the size of the strings block, allowing the kernel
335      to reallocate it easily at boot and free up the unused flattened
336      structure after expansion. Version 16 introduces a new more
337      "compact" format for the tree itself that is however not backward
338      compatible. You should always generate a structure of the highest
339      version defined at the time of your implementation. Currently
340      that is version 16, unless you explicitly aim at being backward
341      compatible.
342
343    - last_comp_version
344
345      Last compatible version. This indicates down to what version of
346      the DT block you are backward compatible. For example, version 2
347      is backward compatible with version 1 (that is, a kernel build
348      for version 1 will be able to boot with a version 2 format). You
349      should put a 1 in this field if you generate a device tree of
350      version 1 to 3, or 0x10 if you generate a tree of version 0x10
351      using the new unit name format.
352
353    - boot_cpuid_phys
354
355      This field only exist on version 2 headers. It indicate which
356      physical CPU ID is calling the kernel entry point. This is used,
357      among others, by kexec. If you are on an SMP system, this value
358      should match the content of the "reg" property of the CPU node in
359      the device-tree corresponding to the CPU calling the kernel entry
360      point (see further chapters for more informations on the required
361      device-tree contents)
362
363
364    So the typical layout of a DT block (though the various parts don't
365    need to be in that order) looks like this (addresses go from top to
366    bottom):
367
368
369              ------------------------------
370        r3 -> |  struct boot_param_header  |
371              ------------------------------
372              |      (alignment gap) (*)   |
373              ------------------------------
374              |      memory reserve map    |
375              ------------------------------
376              |      (alignment gap)       |
377              ------------------------------
378              |                            |
379              |    device-tree structure   |
380              |                            |
381              ------------------------------
382              |      (alignment gap)       |
383              ------------------------------
384              |                            |
385              |     device-tree strings    |
386              |                            |
387       -----> ------------------------------
388       |
389       |
390       --- (r3 + totalsize)
391
392   (*) The alignment gaps are not necessarily present; their presence
393       and size are dependent on the various alignment requirements of
394       the individual data blocks.
395
396
397 2) Device tree generalities
398 ---------------------------
399
400 This device-tree itself is separated in two different blocks, a
401 structure block and a strings block. Both need to be aligned to a 4
402 byte boundary.
403
404 First, let's quickly describe the device-tree concept before detailing
405 the storage format. This chapter does _not_ describe the detail of the
406 required types of nodes & properties for the kernel, this is done
407 later in chapter III.
408
409 The device-tree layout is strongly inherited from the definition of
410 the Open Firmware IEEE 1275 device-tree. It's basically a tree of
411 nodes, each node having two or more named properties. A property can
412 have a value or not.
413
414 It is a tree, so each node has one and only one parent except for the
415 root node who has no parent.
416
417 A node has 2 names. The actual node name is generally contained in a
418 property of type "name" in the node property list whose value is a
419 zero terminated string and is mandatory for version 1 to 3 of the
420 format definition (as it is in Open Firmware). Version 0x10 makes it
421 optional as it can generate it from the unit name defined below.
422
423 There is also a "unit name" that is used to differentiate nodes with
424 the same name at the same level, it is usually made of the node
425 names, the "@" sign, and a "unit address", which definition is
426 specific to the bus type the node sits on.
427
428 The unit name doesn't exist as a property per-se but is included in
429 the device-tree structure. It is typically used to represent "path" in
430 the device-tree. More details about the actual format of these will be
431 below.
432
433 The kernel powerpc generic code does not make any formal use of the
434 unit address (though some board support code may do) so the only real
435 requirement here for the unit address is to ensure uniqueness of
436 the node unit name at a given level of the tree. Nodes with no notion
437 of address and no possible sibling of the same name (like /memory or
438 /cpus) may omit the unit address in the context of this specification,
439 or use the "@0" default unit address. The unit name is used to define
440 a node "full path", which is the concatenation of all parent node
441 unit names separated with "/".
442
443 The root node doesn't have a defined name, and isn't required to have
444 a name property either if you are using version 3 or earlier of the
445 format. It also has no unit address (no @ symbol followed by a unit
446 address). The root node unit name is thus an empty string. The full
447 path to the root node is "/".
448
449 Every node which actually represents an actual device (that is, a node
450 which isn't only a virtual "container" for more nodes, like "/cpus"
451 is) is also required to have a "device_type" property indicating the
452 type of node .
453
454 Finally, every node that can be referenced from a property in another
455 node is required to have a "linux,phandle" property. Real open
456 firmware implementations provide a unique "phandle" value for every
457 node that the "prom_init()" trampoline code turns into
458 "linux,phandle" properties. However, this is made optional if the
459 flattened device tree is used directly. An example of a node
460 referencing another node via "phandle" is when laying out the
461 interrupt tree which will be described in a further version of this
462 document.
463
464 This "linux, phandle" property is a 32 bit value that uniquely
465 identifies a node. You are free to use whatever values or system of
466 values, internal pointers, or whatever to generate these, the only
467 requirement is that every node for which you provide that property has
468 a unique value for it.
469
470 Here is an example of a simple device-tree. In this example, an "o"
471 designates a node followed by the node unit name. Properties are
472 presented with their name followed by their content. "content"
473 represents an ASCII string (zero terminated) value, while <content>
474 represents a 32 bit hexadecimal value. The various nodes in this
475 example will be discussed in a later chapter. At this point, it is
476 only meant to give you a idea of what a device-tree looks like. I have
477 purposefully kept the "name" and "linux,phandle" properties which
478 aren't necessary in order to give you a better idea of what the tree
479 looks like in practice.
480
481   / o device-tree
482       |- name = "device-tree"
483       |- model = "MyBoardName"
484       |- compatible = "MyBoardFamilyName"
485       |- #address-cells = <2>
486       |- #size-cells = <2>
487       |- linux,phandle = <0>
488       |
489       o cpus
490       | | - name = "cpus"
491       | | - linux,phandle = <1>
492       | | - #address-cells = <1>
493       | | - #size-cells = <0>
494       | |
495       | o PowerPC,970@0
496       |   |- name = "PowerPC,970"
497       |   |- device_type = "cpu"
498       |   |- reg = <0>
499       |   |- clock-frequency = <5f5e1000>
500       |   |- 64-bit
501       |   |- linux,phandle = <2>
502       |
503       o memory@0
504       | |- name = "memory"
505       | |- device_type = "memory"
506       | |- reg = <00000000 00000000 00000000 20000000>
507       | |- linux,phandle = <3>
508       |
509       o chosen
510         |- name = "chosen"
511         |- bootargs = "root=/dev/sda2"
512         |- linux,phandle = <4>
513
514 This tree is almost a minimal tree. It pretty much contains the
515 minimal set of required nodes and properties to boot a linux kernel;
516 that is, some basic model informations at the root, the CPUs, and the
517 physical memory layout.  It also includes misc information passed
518 through /chosen, like in this example, the platform type (mandatory)
519 and the kernel command line arguments (optional).
520
521 The /cpus/PowerPC,970@0/64-bit property is an example of a
522 property without a value. All other properties have a value. The
523 significance of the #address-cells and #size-cells properties will be
524 explained in chapter IV which defines precisely the required nodes and
525 properties and their content.
526
527
528 3) Device tree "structure" block
529
530 The structure of the device tree is a linearized tree structure. The
531 "OF_DT_BEGIN_NODE" token starts a new node, and the "OF_DT_END_NODE"
532 ends that node definition. Child nodes are simply defined before
533 "OF_DT_END_NODE" (that is nodes within the node). A 'token' is a 32
534 bit value. The tree has to be "finished" with a OF_DT_END token
535
536 Here's the basic structure of a single node:
537
538      * token OF_DT_BEGIN_NODE (that is 0x00000001)
539      * for version 1 to 3, this is the node full path as a zero
540        terminated string, starting with "/". For version 16 and later,
541        this is the node unit name only (or an empty string for the
542        root node)
543      * [align gap to next 4 bytes boundary]
544      * for each property:
545         * token OF_DT_PROP (that is 0x00000003)
546         * 32 bit value of property value size in bytes (or 0 of no
547      * value)
548         * 32 bit value of offset in string block of property name
549         * property value data if any
550         * [align gap to next 4 bytes boundary]
551      * [child nodes if any]
552      * token OF_DT_END_NODE (that is 0x00000002)
553
554 So the node content can be summarised as a start token, a full path,
555 a list of properties, a list of child nodes, and an end token. Every
556 child node is a full node structure itself as defined above.
557
558 4) Device tree "strings" block
559
560 In order to save space, property names, which are generally redundant,
561 are stored separately in the "strings" block. This block is simply the
562 whole bunch of zero terminated strings for all property names
563 concatenated together. The device-tree property definitions in the
564 structure block will contain offset values from the beginning of the
565 strings block.
566
567
568 III - Required content of the device tree
569 =========================================
570
571 WARNING: All "linux,*" properties defined in this document apply only
572 to a flattened device-tree. If your platform uses a real
573 implementation of Open Firmware or an implementation compatible with
574 the Open Firmware client interface, those properties will be created
575 by the trampoline code in the kernel's prom_init() file. For example,
576 that's where you'll have to add code to detect your board model and
577 set the platform number. However, when using the flattened device-tree
578 entry point, there is no prom_init() pass, and thus you have to
579 provide those properties yourself.
580
581
582 1) Note about cells and address representation
583 ----------------------------------------------
584
585 The general rule is documented in the various Open Firmware
586 documentations. If you chose to describe a bus with the device-tree
587 and there exist an OF bus binding, then you should follow the
588 specification. However, the kernel does not require every single
589 device or bus to be described by the device tree.
590
591 In general, the format of an address for a device is defined by the
592 parent bus type, based on the #address-cells and #size-cells
593 property. In the absence of such a property, the parent's parent
594 values are used, etc... The kernel requires the root node to have
595 those properties defining addresses format for devices directly mapped
596 on the processor bus.
597
598 Those 2 properties define 'cells' for representing an address and a
599 size. A "cell" is a 32 bit number. For example, if both contain 2
600 like the example tree given above, then an address and a size are both
601 composed of 2 cells, and each is a 64 bit number (cells are
602 concatenated and expected to be in big endian format). Another example
603 is the way Apple firmware defines them, with 2 cells for an address
604 and one cell for a size.  Most 32-bit implementations should define
605 #address-cells and #size-cells to 1, which represents a 32-bit value.
606 Some 32-bit processors allow for physical addresses greater than 32
607 bits; these processors should define #address-cells as 2.
608
609 "reg" properties are always a tuple of the type "address size" where
610 the number of cells of address and size is specified by the bus
611 #address-cells and #size-cells. When a bus supports various address
612 spaces and other flags relative to a given address allocation (like
613 prefetchable, etc...) those flags are usually added to the top level
614 bits of the physical address. For example, a PCI physical address is
615 made of 3 cells, the bottom two containing the actual address itself
616 while the top cell contains address space indication, flags, and pci
617 bus & device numbers.
618
619 For busses that support dynamic allocation, it's the accepted practice
620 to then not provide the address in "reg" (keep it 0) though while
621 providing a flag indicating the address is dynamically allocated, and
622 then, to provide a separate "assigned-addresses" property that
623 contains the fully allocated addresses. See the PCI OF bindings for
624 details.
625
626 In general, a simple bus with no address space bits and no dynamic
627 allocation is preferred if it reflects your hardware, as the existing
628 kernel address parsing functions will work out of the box. If you
629 define a bus type with a more complex address format, including things
630 like address space bits, you'll have to add a bus translator to the
631 prom_parse.c file of the recent kernels for your bus type.
632
633 The "reg" property only defines addresses and sizes (if #size-cells
634 is non-0) within a given bus. In order to translate addresses upward
635 (that is into parent bus addresses, and possibly into cpu physical
636 addresses), all busses must contain a "ranges" property. If the
637 "ranges" property is missing at a given level, it's assumed that
638 translation isn't possible. The format of the "ranges" property for a
639 bus is a list of:
640
641         bus address, parent bus address, size
642
643 "bus address" is in the format of the bus this bus node is defining,
644 that is, for a PCI bridge, it would be a PCI address. Thus, (bus
645 address, size) defines a range of addresses for child devices. "parent
646 bus address" is in the format of the parent bus of this bus. For
647 example, for a PCI host controller, that would be a CPU address. For a
648 PCI<->ISA bridge, that would be a PCI address. It defines the base
649 address in the parent bus where the beginning of that range is mapped.
650
651 For a new 64 bit powerpc board, I recommend either the 2/2 format or
652 Apple's 2/1 format which is slightly more compact since sizes usually
653 fit in a single 32 bit word.   New 32 bit powerpc boards should use a
654 1/1 format, unless the processor supports physical addresses greater
655 than 32-bits, in which case a 2/1 format is recommended.
656
657
658 2) Note about "compatible" properties
659 -------------------------------------
660
661 These properties are optional, but recommended in devices and the root
662 node. The format of a "compatible" property is a list of concatenated
663 zero terminated strings. They allow a device to express its
664 compatibility with a family of similar devices, in some cases,
665 allowing a single driver to match against several devices regardless
666 of their actual names.
667
668 3) Note about "name" properties
669 -------------------------------
670
671 While earlier users of Open Firmware like OldWorld macintoshes tended
672 to use the actual device name for the "name" property, it's nowadays
673 considered a good practice to use a name that is closer to the device
674 class (often equal to device_type). For example, nowadays, ethernet
675 controllers are named "ethernet", an additional "model" property
676 defining precisely the chip type/model, and "compatible" property
677 defining the family in case a single driver can driver more than one
678 of these chips. However, the kernel doesn't generally put any
679 restriction on the "name" property; it is simply considered good
680 practice to follow the standard and its evolutions as closely as
681 possible.
682
683 Note also that the new format version 16 makes the "name" property
684 optional. If it's absent for a node, then the node's unit name is then
685 used to reconstruct the name. That is, the part of the unit name
686 before the "@" sign is used (or the entire unit name if no "@" sign
687 is present).
688
689 4) Note about node and property names and character set
690 -------------------------------------------------------
691
692 While open firmware provides more flexible usage of 8859-1, this
693 specification enforces more strict rules. Nodes and properties should
694 be comprised only of ASCII characters 'a' to 'z', '0' to
695 '9', ',', '.', '_', '+', '#', '?', and '-'. Node names additionally
696 allow uppercase characters 'A' to 'Z' (property names should be
697 lowercase. The fact that vendors like Apple don't respect this rule is
698 irrelevant here). Additionally, node and property names should always
699 begin with a character in the range 'a' to 'z' (or 'A' to 'Z' for node
700 names).
701
702 The maximum number of characters for both nodes and property names
703 is 31. In the case of node names, this is only the leftmost part of
704 a unit name (the pure "name" property), it doesn't include the unit
705 address which can extend beyond that limit.
706
707
708 5) Required nodes and properties
709 --------------------------------
710   These are all that are currently required. However, it is strongly
711   recommended that you expose PCI host bridges as documented in the
712   PCI binding to open firmware, and your interrupt tree as documented
713   in OF interrupt tree specification.
714
715   a) The root node
716
717   The root node requires some properties to be present:
718
719     - model : this is your board name/model
720     - #address-cells : address representation for "root" devices
721     - #size-cells: the size representation for "root" devices
722     - device_type : This property shouldn't be necessary. However, if
723       you decide to create a device_type for your root node, make sure it
724       is _not_ "chrp" unless your platform is a pSeries or PAPR compliant
725       one for 64-bit, or a CHRP-type machine for 32-bit as this will
726       matched by the kernel this way.
727
728   Additionally, some recommended properties are:
729
730     - compatible : the board "family" generally finds its way here,
731       for example, if you have 2 board models with a similar layout,
732       that typically get driven by the same platform code in the
733       kernel, you would use a different "model" property but put a
734       value in "compatible". The kernel doesn't directly use that
735       value but it is generally useful.
736
737   The root node is also generally where you add additional properties
738   specific to your board like the serial number if any, that sort of
739   thing. It is recommended that if you add any "custom" property whose
740   name may clash with standard defined ones, you prefix them with your
741   vendor name and a comma.
742
743   b) The /cpus node
744
745   This node is the parent of all individual CPU nodes. It doesn't
746   have any specific requirements, though it's generally good practice
747   to have at least:
748
749                #address-cells = <00000001>
750                #size-cells    = <00000000>
751
752   This defines that the "address" for a CPU is a single cell, and has
753   no meaningful size. This is not necessary but the kernel will assume
754   that format when reading the "reg" properties of a CPU node, see
755   below
756
757   c) The /cpus/* nodes
758
759   So under /cpus, you are supposed to create a node for every CPU on
760   the machine. There is no specific restriction on the name of the
761   CPU, though It's common practice to call it PowerPC,<name>. For
762   example, Apple uses PowerPC,G5 while IBM uses PowerPC,970FX.
763
764   Required properties:
765
766     - device_type : has to be "cpu"
767     - reg : This is the physical cpu number, it's a single 32 bit cell
768       and is also used as-is as the unit number for constructing the
769       unit name in the full path. For example, with 2 CPUs, you would
770       have the full path:
771         /cpus/PowerPC,970FX@0
772         /cpus/PowerPC,970FX@1
773       (unit addresses do not require leading zeroes)
774     - d-cache-line-size : one cell, L1 data cache line size in bytes
775     - i-cache-line-size : one cell, L1 instruction cache line size in
776       bytes
777     - d-cache-size : one cell, size of L1 data cache in bytes
778     - i-cache-size : one cell, size of L1 instruction cache in bytes
779
780   Recommended properties:
781
782     - timebase-frequency : a cell indicating the frequency of the
783       timebase in Hz. This is not directly used by the generic code,
784       but you are welcome to copy/paste the pSeries code for setting
785       the kernel timebase/decrementer calibration based on this
786       value.
787     - clock-frequency : a cell indicating the CPU core clock frequency
788       in Hz. A new property will be defined for 64 bit values, but if
789       your frequency is < 4Ghz, one cell is enough. Here as well as
790       for the above, the common code doesn't use that property, but
791       you are welcome to re-use the pSeries or Maple one. A future
792       kernel version might provide a common function for this.
793
794   You are welcome to add any property you find relevant to your board,
795   like some information about the mechanism used to soft-reset the
796   CPUs. For example, Apple puts the GPIO number for CPU soft reset
797   lines in there as a "soft-reset" property since they start secondary
798   CPUs by soft-resetting them.
799
800
801   d) the /memory node(s)
802
803   To define the physical memory layout of your board, you should
804   create one or more memory node(s). You can either create a single
805   node with all memory ranges in its reg property, or you can create
806   several nodes, as you wish. The unit address (@ part) used for the
807   full path is the address of the first range of memory defined by a
808   given node. If you use a single memory node, this will typically be
809   @0.
810
811   Required properties:
812
813     - device_type : has to be "memory"
814     - reg : This property contains all the physical memory ranges of
815       your board. It's a list of addresses/sizes concatenated
816       together, with the number of cells of each defined by the
817       #address-cells and #size-cells of the root node. For example,
818       with both of these properties being 2 like in the example given
819       earlier, a 970 based machine with 6Gb of RAM could typically
820       have a "reg" property here that looks like:
821
822       00000000 00000000 00000000 80000000
823       00000001 00000000 00000001 00000000
824
825       That is a range starting at 0 of 0x80000000 bytes and a range
826       starting at 0x100000000 and of 0x100000000 bytes. You can see
827       that there is no memory covering the IO hole between 2Gb and
828       4Gb. Some vendors prefer splitting those ranges into smaller
829       segments, but the kernel doesn't care.
830
831   e) The /chosen node
832
833   This node is a bit "special". Normally, that's where open firmware
834   puts some variable environment information, like the arguments, or
835   phandle pointers to nodes like the main interrupt controller, or the
836   default input/output devices.
837
838   This specification makes a few of these mandatory, but also defines
839   some linux-specific properties that would be normally constructed by
840   the prom_init() trampoline when booting with an OF client interface,
841   but that you have to provide yourself when using the flattened format.
842
843   Recommended properties:
844
845     - bootargs : This zero-terminated string is passed as the kernel
846       command line
847     - linux,stdout-path : This is the full path to your standard
848       console device if any. Typically, if you have serial devices on
849       your board, you may want to put the full path to the one set as
850       the default console in the firmware here, for the kernel to pick
851       it up as its own default console. If you look at the function
852       set_preferred_console() in arch/ppc64/kernel/setup.c, you'll see
853       that the kernel tries to find out the default console and has
854       knowledge of various types like 8250 serial ports. You may want
855       to extend this function to add your own.
856     - interrupt-controller : This is one cell containing a phandle
857       value that matches the "linux,phandle" property of your main
858       interrupt controller node. May be used for interrupt routing.
859
860
861   Note that u-boot creates and fills in the chosen node for platforms
862   that use it.
863
864   f) the /soc<SOCname> node
865
866   This node is used to represent a system-on-a-chip (SOC) and must be
867   present if the processor is a SOC. The top-level soc node contains
868   information that is global to all devices on the SOC. The node name
869   should contain a unit address for the SOC, which is the base address
870   of the memory-mapped register set for the SOC. The name of an soc
871   node should start with "soc", and the remainder of the name should
872   represent the part number for the soc.  For example, the MPC8540's
873   soc node would be called "soc8540".
874
875   Required properties:
876
877     - device_type : Should be "soc"
878     - ranges : Should be defined as specified in 1) to describe the
879       translation of SOC addresses for memory mapped SOC registers.
880     - bus-frequency: Contains the bus frequency for the SOC node.
881       Typically, the value of this field is filled in by the boot
882       loader. 
883
884
885   Recommended properties:
886
887     - reg : This property defines the address and size of the
888       memory-mapped registers that are used for the SOC node itself.
889       It does not include the child device registers - these will be
890       defined inside each child node.  The address specified in the
891       "reg" property should match the unit address of the SOC node.
892     - #address-cells : Address representation for "soc" devices.  The
893       format of this field may vary depending on whether or not the
894       device registers are memory mapped.  For memory mapped
895       registers, this field represents the number of cells needed to
896       represent the address of the registers.  For SOCs that do not
897       use MMIO, a special address format should be defined that
898       contains enough cells to represent the required information.
899       See 1) above for more details on defining #address-cells.
900     - #size-cells : Size representation for "soc" devices
901     - #interrupt-cells : Defines the width of cells used to represent
902        interrupts.  Typically this value is <2>, which includes a
903        32-bit number that represents the interrupt number, and a
904        32-bit number that represents the interrupt sense and level.
905        This field is only needed if the SOC contains an interrupt
906        controller.
907
908   The SOC node may contain child nodes for each SOC device that the
909   platform uses.  Nodes should not be created for devices which exist
910   on the SOC but are not used by a particular platform. See chapter VI
911   for more information on how to specify devices that are part of an
912 SOC.
913
914   Example SOC node for the MPC8540:
915
916         soc8540@e0000000 {
917                 #address-cells = <1>;
918                 #size-cells = <1>;
919                 #interrupt-cells = <2>;
920                 device_type = "soc";
921                 ranges = <00000000 e0000000 00100000>
922                 reg = <e0000000 00003000>;
923                 bus-frequency = <0>;
924         }
925
926
927
928 IV - "dtc", the device tree compiler
929 ====================================
930
931
932 dtc source code can be found at
933 <http://ozlabs.org/~dgibson/dtc/dtc.tar.gz>
934
935 WARNING: This version is still in early development stage; the
936 resulting device-tree "blobs" have not yet been validated with the
937 kernel. The current generated bloc lacks a useful reserve map (it will
938 be fixed to generate an empty one, it's up to the bootloader to fill
939 it up) among others. The error handling needs work, bugs are lurking,
940 etc...
941
942 dtc basically takes a device-tree in a given format and outputs a
943 device-tree in another format. The currently supported formats are:
944
945   Input formats:
946   -------------
947
948      - "dtb": "blob" format, that is a flattened device-tree block
949        with
950         header all in a binary blob.
951      - "dts": "source" format. This is a text file containing a
952        "source" for a device-tree. The format is defined later in this
953         chapter.
954      - "fs" format. This is a representation equivalent to the
955         output of /proc/device-tree, that is nodes are directories and
956         properties are files
957
958  Output formats:
959  ---------------
960
961      - "dtb": "blob" format
962      - "dts": "source" format
963      - "asm": assembly language file. This is a file that can be
964        sourced by gas to generate a device-tree "blob". That file can
965        then simply be added to your Makefile. Additionally, the
966        assembly file exports some symbols that can be used.
967
968
969 The syntax of the dtc tool is
970
971     dtc [-I <input-format>] [-O <output-format>]
972         [-o output-filename] [-V output_version] input_filename
973
974
975 The "output_version" defines what versio of the "blob" format will be
976 generated. Supported versions are 1,2,3 and 16. The default is
977 currently version 3 but that may change in the future to version 16.
978
979 Additionally, dtc performs various sanity checks on the tree, like the
980 uniqueness of linux, phandle properties, validity of strings, etc...
981
982 The format of the .dts "source" file is "C" like, supports C and C++
983 style comments.
984
985 / {
986 }
987
988 The above is the "device-tree" definition. It's the only statement
989 supported currently at the toplevel.
990
991 / {
992   property1 = "string_value";   /* define a property containing a 0
993                                  * terminated string
994                                  */
995
996   property2 = <1234abcd>;       /* define a property containing a
997                                  * numerical 32 bits value (hexadecimal)
998                                  */
999
1000   property3 = <12345678 12345678 deadbeef>;
1001                                 /* define a property containing 3
1002                                  * numerical 32 bits values (cells) in
1003                                  * hexadecimal
1004                                  */
1005   property4 = [0a 0b 0c 0d de ea ad be ef];
1006                                 /* define a property whose content is
1007                                  * an arbitrary array of bytes
1008                                  */
1009
1010   childnode@addresss {  /* define a child node named "childnode"
1011                                  * whose unit name is "childnode at
1012                                  * address"
1013                                  */
1014
1015     childprop = "hello\n";      /* define a property "childprop" of
1016                                  * childnode (in this case, a string)
1017                                  */
1018   };
1019 };
1020
1021 Nodes can contain other nodes etc... thus defining the hierarchical
1022 structure of the tree.
1023
1024 Strings support common escape sequences from C: "\n", "\t", "\r",
1025 "\(octal value)", "\x(hex value)".
1026
1027 It is also suggested that you pipe your source file through cpp (gcc
1028 preprocessor) so you can use #include's, #define for constants, etc...
1029
1030 Finally, various options are planned but not yet implemented, like
1031 automatic generation of phandles, labels (exported to the asm file so
1032 you can point to a property content and change it easily from whatever
1033 you link the device-tree with), label or path instead of numeric value
1034 in some cells to "point" to a node (replaced by a phandle at compile
1035 time), export of reserve map address to the asm file, ability to
1036 specify reserve map content at compile time, etc...
1037
1038 We may provide a .h include file with common definitions of that
1039 proves useful for some properties (like building PCI properties or
1040 interrupt maps) though it may be better to add a notion of struct
1041 definitions to the compiler...
1042
1043
1044 V - Recommendations for a bootloader
1045 ====================================
1046
1047
1048 Here are some various ideas/recommendations that have been proposed
1049 while all this has been defined and implemented.
1050
1051   - The bootloader may want to be able to use the device-tree itself
1052     and may want to manipulate it (to add/edit some properties,
1053     like physical memory size or kernel arguments). At this point, 2
1054     choices can be made. Either the bootloader works directly on the
1055     flattened format, or the bootloader has its own internal tree
1056     representation with pointers (similar to the kernel one) and
1057     re-flattens the tree when booting the kernel. The former is a bit
1058     more difficult to edit/modify, the later requires probably a bit
1059     more code to handle the tree structure. Note that the structure
1060     format has been designed so it's relatively easy to "insert"
1061     properties or nodes or delete them by just memmoving things
1062     around. It contains no internal offsets or pointers for this
1063     purpose.
1064
1065   - An example of code for iterating nodes & retrieving properties
1066     directly from the flattened tree format can be found in the kernel
1067     file arch/ppc64/kernel/prom.c, look at scan_flat_dt() function,
1068     its usage in early_init_devtree(), and the corresponding various
1069     early_init_dt_scan_*() callbacks. That code can be re-used in a
1070     GPL bootloader, and as the author of that code, I would be happy
1071     to discuss possible free licencing to any vendor who wishes to
1072     integrate all or part of this code into a non-GPL bootloader.
1073
1074
1075
1076 VI - System-on-a-chip devices and nodes
1077 =======================================
1078
1079 Many companies are now starting to develop system-on-a-chip
1080 processors, where the processor core (cpu) and many peripheral devices
1081 exist on a single piece of silicon.  For these SOCs, an SOC node
1082 should be used that defines child nodes for the devices that make
1083 up the SOC. While platforms are not required to use this model in
1084 order to boot the kernel, it is highly encouraged that all SOC
1085 implementations define as complete a flat-device-tree as possible to
1086 describe the devices on the SOC.  This will allow for the
1087 genericization of much of the kernel code.
1088
1089
1090 1) Defining child nodes of an SOC
1091 ---------------------------------
1092
1093 Each device that is part of an SOC may have its own node entry inside
1094 the SOC node.  For each device that is included in the SOC, the unit
1095 address property represents the address offset for this device's
1096 memory-mapped registers in the parent's address space.  The parent's
1097 address space is defined by the "ranges" property in the top-level soc
1098 node. The "reg" property for each node that exists directly under the
1099 SOC node should contain the address mapping from the child address space
1100 to the parent SOC address space and the size of the device's
1101 memory-mapped register file.
1102
1103 For many devices that may exist inside an SOC, there are predefined
1104 specifications for the format of the device tree node.  All SOC child
1105 nodes should follow these specifications, except where noted in this
1106 document.
1107
1108 See appendix A for an example partial SOC node definition for the
1109 MPC8540.
1110
1111
1112 2) Specifying interrupt information for SOC devices
1113 ---------------------------------------------------
1114
1115 Each device that is part of an SOC and which generates interrupts
1116 should have the following properties:
1117
1118         - interrupt-parent : contains the phandle of the interrupt
1119           controller which handles interrupts for this device
1120         - interrupts : a list of tuples representing the interrupt
1121           number and the interrupt sense and level for each interrupt
1122           for this device.
1123
1124 This information is used by the kernel to build the interrupt table
1125 for the interrupt controllers in the system.
1126
1127 Sense and level information should be encoded as follows:
1128
1129    Devices connected to openPIC-compatible controllers should encode
1130    sense and polarity as follows:
1131
1132         0 = low to high edge sensitive type enabled
1133         1 = active low level sensitive type enabled
1134         2 = active high level sensitive type enabled
1135         3 = high to low edge sensitive type enabled
1136
1137    ISA PIC interrupt controllers should adhere to the ISA PIC
1138    encodings listed below:
1139
1140         0 =  active low level sensitive type enabled
1141         1 =  active high level sensitive type enabled
1142         2 =  high to low edge sensitive type enabled
1143         3 =  low to high edge sensitive type enabled
1144
1145
1146
1147 3) Representing devices without a current OF specification
1148 ----------------------------------------------------------
1149
1150 Currently, there are many devices on SOCs that do not have a standard
1151 representation pre-defined as part of the open firmware
1152 specifications, mainly because the boards that contain these SOCs are
1153 not currently booted using open firmware.   This section contains
1154 descriptions for the SOC devices for which new nodes have been
1155 defined; this list will expand as more and more SOC-containing
1156 platforms are moved over to use the flattened-device-tree model.
1157
1158   a) MDIO IO device
1159
1160   The MDIO is a bus to which the PHY devices are connected.  For each
1161   device that exists on this bus, a child node should be created.  See
1162   the definition of the PHY node below for an example of how to define
1163   a PHY.
1164
1165   Required properties:
1166     - reg : Offset and length of the register set for the device
1167     - device_type : Should be "mdio"
1168     - compatible : Should define the compatible device type for the
1169       mdio.  Currently, this is most likely to be "gianfar"
1170
1171   Example:
1172
1173         mdio@24520 {
1174                 reg = <24520 20>;
1175                 device_type = "mdio"; 
1176                 compatible = "gianfar";
1177
1178                 ethernet-phy@0 {
1179                         ......
1180                 };
1181         };
1182
1183
1184   b) Gianfar-compatible ethernet nodes
1185
1186   Required properties:
1187
1188     - device_type : Should be "network"
1189     - model : Model of the device.  Can be "TSEC", "eTSEC", or "FEC"
1190     - compatible : Should be "gianfar"
1191     - reg : Offset and length of the register set for the device
1192     - mac-address : List of bytes representing the ethernet address of
1193       this controller
1194     - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1195       field that represents an encoding of the sense and level
1196       information for the interrupt.  This should be encoded based on
1197       the information in section 2) depending on the type of interrupt
1198       controller you have.
1199     - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1200       services interrupts for this device.
1201     - phy-handle : The phandle for the PHY connected to this ethernet
1202       controller.
1203
1204   Example:
1205
1206         ethernet@24000 {
1207                 #size-cells = <0>;
1208                 device_type = "network";
1209                 model = "TSEC";
1210                 compatible = "gianfar";
1211                 reg = <24000 1000>;
1212                 mac-address = [ 00 E0 0C 00 73 00 ];
1213                 interrupts = <d 3 e 3 12 3>;
1214                 interrupt-parent = <40000>;
1215                 phy-handle = <2452000>
1216         };
1217
1218
1219
1220    c) PHY nodes
1221
1222    Required properties:
1223
1224     - device_type : Should be "ethernet-phy"
1225     - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1226       field that represents an encoding of the sense and level
1227       information for the interrupt.  This should be encoded based on
1228       the information in section 2) depending on the type of interrupt
1229       controller you have.
1230     - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1231       services interrupts for this device.
1232     - reg : The ID number for the phy, usually a small integer
1233     - linux,phandle :  phandle for this node; likely referenced by an
1234       ethernet controller node.
1235
1236
1237    Example:
1238
1239         ethernet-phy@0 {
1240                 linux,phandle = <2452000>
1241                 interrupt-parent = <40000>;
1242                 interrupts = <35 1>;
1243                 reg = <0>;
1244                 device_type = "ethernet-phy";
1245         };
1246
1247
1248    d) Interrupt controllers
1249
1250    Some SOC devices contain interrupt controllers that are different
1251    from the standard Open PIC specification.  The SOC device nodes for
1252    these types of controllers should be specified just like a standard
1253    OpenPIC controller.  Sense and level information should be encoded
1254    as specified in section 2) of this chapter for each device that
1255    specifies an interrupt.
1256
1257    Example :
1258
1259         pic@40000 {
1260                 linux,phandle = <40000>;
1261                 clock-frequency = <0>;
1262                 interrupt-controller;
1263                 #address-cells = <0>;
1264                 reg = <40000 40000>;
1265                 built-in;
1266                 compatible = "chrp,open-pic";
1267                 device_type = "open-pic";
1268                 big-endian;
1269         };
1270
1271
1272    e) I2C
1273
1274    Required properties :
1275
1276     - device_type : Should be "i2c"
1277     - reg : Offset and length of the register set for the device
1278
1279    Recommended properties :
1280
1281     - compatible : Should be "fsl-i2c" for parts compatible with
1282       Freescale I2C specifications.
1283     - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1284       field that represents an encoding of the sense and level
1285       information for the interrupt.  This should be encoded based on
1286       the information in section 2) depending on the type of interrupt
1287       controller you have.
1288     - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1289       services interrupts for this device.
1290     - dfsrr : boolean; if defined, indicates that this I2C device has
1291       a digital filter sampling rate register
1292     - fsl5200-clocking : boolean; if defined, indicated that this device
1293       uses the FSL 5200 clocking mechanism.
1294
1295    Example :
1296
1297         i2c@3000 {
1298                 interrupt-parent = <40000>;
1299                 interrupts = <1b 3>;
1300                 reg = <3000 18>;
1301                 device_type = "i2c";
1302                 compatible  = "fsl-i2c";
1303                 dfsrr;
1304         };
1305
1306
1307    f) Freescale SOC USB controllers
1308
1309    The device node for a USB controller that is part of a Freescale
1310    SOC is as described in the document "Open Firmware Recommended
1311    Practice : Universal Serial Bus" with the following modifications
1312    and additions :  
1313
1314    Required properties :
1315     - compatible : Should be "fsl-usb2-mph" for multi port host usb
1316       controllers, or "fsl-usb2-dr" for dual role usb controllers
1317     - phy_type : For multi port host usb controllers, should be one of
1318       "ulpi", or "serial". For dual role usb controllers, should be
1319       one of "ulpi", "utmi", "utmi_wide", or "serial".
1320     - reg : Offset and length of the register set for the device
1321     - port0 : boolean; if defined, indicates port0 is connected for
1322       fsl-usb2-mph compatible controllers.  Either this property or
1323       "port1" (or both) must be defined for "fsl-usb2-mph" compatible 
1324       controllers.
1325     - port1 : boolean; if defined, indicates port1 is connected for
1326       fsl-usb2-mph compatible controllers.  Either this property or
1327       "port0" (or both) must be defined for "fsl-usb2-mph" compatible 
1328       controllers.
1329     - dr_mode : indicates the working mode for "fsl-usb2-dr" compatible
1330       controllers.  Can be "host", "peripheral", or "otg".  Default to
1331       "host" if not defined for backward compatibility.
1332
1333    Recommended properties :
1334     - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1335       field that represents an encoding of the sense and level
1336       information for the interrupt.  This should be encoded based on
1337       the information in section 2) depending on the type of interrupt
1338       controller you have.
1339     - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1340       services interrupts for this device.
1341
1342    Example multi port host usb controller device node : 
1343         usb@22000 {
1344                 device_type = "usb";
1345                 compatible = "fsl-usb2-mph";
1346                 reg = <22000 1000>;
1347                 #address-cells = <1>;
1348                 #size-cells = <0>;
1349                 interrupt-parent = <700>;
1350                 interrupts = <27 1>;
1351                 phy_type = "ulpi";
1352                 port0;
1353                 port1;
1354         };
1355
1356    Example dual role usb controller device node : 
1357         usb@23000 {
1358                 device_type = "usb";
1359                 compatible = "fsl-usb2-dr";
1360                 reg = <23000 1000>;
1361                 #address-cells = <1>;
1362                 #size-cells = <0>;
1363                 interrupt-parent = <700>;
1364                 interrupts = <26 1>;
1365                 dr_mode = "otg";
1366                 phy = "ulpi";
1367         };
1368
1369
1370    g) Freescale SOC SEC Security Engines
1371
1372    Required properties:
1373
1374     - device_type : Should be "crypto"
1375     - model : Model of the device.  Should be "SEC1" or "SEC2"
1376     - compatible : Should be "talitos"
1377     - reg : Offset and length of the register set for the device
1378     - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1379       field that represents an encoding of the sense and level
1380       information for the interrupt.  This should be encoded based on
1381       the information in section 2) depending on the type of interrupt
1382       controller you have.
1383     - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1384       services interrupts for this device.
1385     - num-channels : An integer representing the number of channels
1386       available.
1387     - channel-fifo-len : An integer representing the number of
1388       descriptor pointers each channel fetch fifo can hold.
1389     - exec-units-mask : The bitmask representing what execution units
1390       (EUs) are available. It's a single 32 bit cell. EU information
1391       should be encoded following the SEC's Descriptor Header Dword
1392       EU_SEL0 field documentation, i.e. as follows:
1393
1394         bit 0 = reserved - should be 0
1395         bit 1 = set if SEC has the ARC4 EU (AFEU)
1396         bit 2 = set if SEC has the DES/3DES EU (DEU)
1397         bit 3 = set if SEC has the message digest EU (MDEU)
1398         bit 4 = set if SEC has the random number generator EU (RNG)
1399         bit 5 = set if SEC has the public key EU (PKEU)
1400         bit 6 = set if SEC has the AES EU (AESU)
1401         bit 7 = set if SEC has the Kasumi EU (KEU)
1402
1403       bits 8 through 31 are reserved for future SEC EUs.
1404
1405     - descriptor-types-mask : The bitmask representing what descriptors
1406       are available. It's a single 32 bit cell. Descriptor type
1407       information should be encoded following the SEC's Descriptor
1408       Header Dword DESC_TYPE field documentation, i.e. as follows:
1409
1410         bit 0  = set if SEC supports the aesu_ctr_nonsnoop desc. type
1411         bit 1  = set if SEC supports the ipsec_esp descriptor type
1412         bit 2  = set if SEC supports the common_nonsnoop desc. type
1413         bit 3  = set if SEC supports the 802.11i AES ccmp desc. type
1414         bit 4  = set if SEC supports the hmac_snoop_no_afeu desc. type
1415         bit 5  = set if SEC supports the srtp descriptor type
1416         bit 6  = set if SEC supports the non_hmac_snoop_no_afeu desc.type
1417         bit 7  = set if SEC supports the pkeu_assemble descriptor type
1418         bit 8  = set if SEC supports the aesu_key_expand_output desc.type
1419         bit 9  = set if SEC supports the pkeu_ptmul descriptor type
1420         bit 10 = set if SEC supports the common_nonsnoop_afeu desc. type
1421         bit 11 = set if SEC supports the pkeu_ptadd_dbl descriptor type
1422
1423       ..and so on and so forth.
1424
1425    Example:
1426
1427        /* MPC8548E */
1428        crypto@30000 {
1429                device_type = "crypto";
1430                model = "SEC2";
1431                compatible = "talitos";
1432                reg = <30000 10000>;
1433                interrupts = <1d 3>;
1434                interrupt-parent = <40000>;
1435                num-channels = <4>;
1436                channel-fifo-len = <18>;
1437                exec-units-mask = <000000fe>;
1438                descriptor-types-mask = <012b0ebf>;
1439        };
1440
1441    h) Board Control and Status (BCSR)
1442
1443    Required properties:
1444
1445     - device_type : Should be "board-control"
1446     - reg : Offset and length of the register set for the device
1447
1448     Example:
1449
1450         bcsr@f8000000 {
1451                 device_type = "board-control";
1452                 reg = <f8000000 8000>;
1453         };
1454
1455    i) Freescale QUICC Engine module (QE)
1456    This represents qe module that is installed on PowerQUICC II Pro.
1457    Hopefully it will merge backward compatibility with CPM/CPM2.
1458    Basically, it is a bus of devices, that could act more or less
1459    as a complete entity (UCC, USB etc ). All of them should be siblings on
1460    the "root" qe node, using the common properties from there.
1461    The description below applies to the the qe of MPC8360 and
1462    more nodes and properties would be extended in the future.
1463
1464    i) Root QE device
1465
1466    Required properties:
1467    - device_type : should be "qe";
1468    - model : precise model of the QE, Can be "QE", "CPM", or "CPM2"
1469    - reg : offset and length of the device registers.
1470    - bus-frequency : the clock frequency for QUICC Engine.
1471
1472    Recommended properties
1473    - brg-frequency : the internal clock source frequency for baud-rate
1474      generators in Hz.
1475
1476    Example:
1477         qe@e0100000 {
1478                 #address-cells = <1>;
1479                 #size-cells = <1>;
1480                 #interrupt-cells = <2>;
1481                 device_type = "qe";
1482                 model = "QE";
1483                 ranges = <0 e0100000 00100000>;
1484                 reg = <e0100000 480>;
1485                 brg-frequency = <0>;
1486                 bus-frequency = <179A7B00>;
1487         }
1488
1489
1490    ii) SPI (Serial Peripheral Interface)
1491
1492    Required properties:
1493    - device_type : should be "spi".
1494    - compatible : should be "fsl_spi".
1495    - mode : the spi operation mode, it can be "cpu" or "qe".
1496    - reg : Offset and length of the register set for the device
1497    - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1498      field that represents an encoding of the sense and level
1499      information for the interrupt.  This should be encoded based on
1500      the information in section 2) depending on the type of interrupt
1501      controller you have.
1502    - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1503      services interrupts for this device.
1504
1505    Example:
1506         spi@4c0 {
1507                 device_type = "spi";
1508                 compatible = "fsl_spi";
1509                 reg = <4c0 40>;
1510                 interrupts = <82 0>;
1511                 interrupt-parent = <700>;
1512                 mode = "cpu";
1513         };
1514
1515
1516    iii) USB (Universal Serial Bus Controller)
1517
1518    Required properties:
1519    - device_type : should be "usb".
1520    - compatible : could be "qe_udc" or "fhci-hcd".
1521    - mode : the could be "host" or "slave".
1522    - reg : Offset and length of the register set for the device
1523    - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1524      field that represents an encoding of the sense and level
1525      information for the interrupt.  This should be encoded based on
1526      the information in section 2) depending on the type of interrupt
1527      controller you have.
1528    - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1529      services interrupts for this device.
1530
1531    Example(slave):
1532         usb@6c0 {
1533                 device_type = "usb";
1534                 compatible = "qe_udc";
1535                 reg = <6c0 40>;
1536                 interrupts = <8b 0>;
1537                 interrupt-parent = <700>;
1538                 mode = "slave";
1539         };
1540
1541
1542    iv) UCC (Unified Communications Controllers)
1543
1544    Required properties:
1545    - device_type : should be "network", "hldc", "uart", "transparent"
1546     "bisync" or "atm".
1547    - compatible : could be "ucc_geth" or "fsl_atm" and so on.
1548    - model : should be "UCC".
1549    - device-id : the ucc number(1-8), corresponding to UCCx in UM.
1550    - reg : Offset and length of the register set for the device
1551    - interrupts : <a b> where a is the interrupt number and b is a
1552      field that represents an encoding of the sense and level
1553      information for the interrupt.  This should be encoded based on
1554      the information in section 2) depending on the type of interrupt
1555      controller you have.
1556    - interrupt-parent : the phandle for the interrupt controller that
1557      services interrupts for this device.
1558    - pio-handle : The phandle for the Parallel I/O port configuration.
1559    - rx-clock : represents the UCC receive clock source.
1560      0x00 : clock source is disabled;
1561      0x1~0x10 : clock source is BRG1~BRG16 respectively;
1562      0x11~0x28: clock source is QE_CLK1~QE_CLK24 respectively.
1563    - tx-clock: represents the UCC transmit clock source;
1564      0x00 : clock source is disabled;
1565      0x1~0x10 : clock source is BRG1~BRG16 respectively;
1566      0x11~0x28: clock source is QE_CLK1~QE_CLK24 respectively.
1567
1568    Required properties for network device_type:
1569    - mac-address : list of bytes representing the ethernet address.
1570    - phy-handle : The phandle for the PHY connected to this controller.
1571
1572    Example:
1573         ucc@2000 {
1574                 device_type = "network";
1575                 compatible = "ucc_geth";
1576                 model = "UCC";
1577                 device-id = <1>;
1578                 reg = <2000 200>;
1579                 interrupts = <a0 0>;
1580                 interrupt-parent = <700>;
1581                 mac-address = [ 00 04 9f 00 23 23 ];
1582                 rx-clock = "none";
1583                 tx-clock = "clk9";
1584                 phy-handle = <212000>;
1585                 pio-handle = <140001>;
1586         };
1587
1588
1589    v) Parallel I/O Ports
1590
1591    This node configures Parallel I/O ports for CPUs with QE support.
1592    The node should reside in the "soc" node of the tree.  For each
1593    device that using parallel I/O ports, a child node should be created.
1594    See the definition of the Pin configuration nodes below for more
1595    information.
1596
1597    Required properties:
1598    - device_type : should be "par_io".
1599    - reg : offset to the register set and its length.
1600    - num-ports : number of Parallel I/O ports
1601
1602    Example:
1603         par_io@1400 {
1604                 reg = <1400 100>;
1605                 #address-cells = <1>;
1606                 #size-cells = <0>;
1607                 device_type = "par_io";
1608                 num-ports = <7>;
1609                 ucc_pin@01 {
1610                         ......
1611                 };
1612
1613
1614    vi) Pin configuration nodes
1615
1616    Required properties:
1617    - linux,phandle : phandle of this node; likely referenced by a QE
1618      device.
1619    - pio-map : array of pin configurations.  Each pin is defined by 6
1620      integers.  The six numbers are respectively: port, pin, dir,
1621      open_drain, assignment, has_irq.
1622      - port : port number of the pin; 0-6 represent port A-G in UM.
1623      - pin : pin number in the port.
1624      - dir : direction of the pin, should encode as follows:
1625
1626         0 = The pin is disabled
1627         1 = The pin is an output
1628         2 = The pin is an input
1629         3 = The pin is I/O
1630
1631      - open_drain : indicates the pin is normal or wired-OR:
1632
1633         0 = The pin is actively driven as an output
1634         1 = The pin is an open-drain driver. As an output, the pin is
1635             driven active-low, otherwise it is three-stated.
1636
1637      - assignment : function number of the pin according to the Pin Assignment
1638        tables in User Manual.  Each pin can have up to 4 possible functions in
1639        QE and two options for CPM.
1640      - has_irq : indicates if the pin is used as source of exteral
1641        interrupts.
1642
1643    Example:
1644         ucc_pin@01 {
1645                 linux,phandle = <140001>;
1646                 pio-map = <
1647                 /* port  pin  dir  open_drain  assignment  has_irq */
1648                         0  3  1  0  1  0        /* TxD0 */
1649                         0  4  1  0  1  0        /* TxD1 */
1650                         0  5  1  0  1  0        /* TxD2 */
1651                         0  6  1  0  1  0        /* TxD3 */
1652                         1  6  1  0  3  0        /* TxD4 */
1653                         1  7  1  0  1  0        /* TxD5 */
1654                         1  9  1  0  2  0        /* TxD6 */
1655                         1  a  1  0  2  0        /* TxD7 */
1656                         0  9  2  0  1  0        /* RxD0 */
1657                         0  a  2  0  1  0        /* RxD1 */
1658                         0  b  2  0  1  0        /* RxD2 */
1659                         0  c  2  0  1  0        /* RxD3 */
1660                         0  d  2  0  1  0        /* RxD4 */
1661                         1  1  2  0  2  0        /* RxD5 */
1662                         1  0  2  0  2  0        /* RxD6 */
1663                         1  4  2  0  2  0        /* RxD7 */
1664                         0  7  1  0  1  0        /* TX_EN */
1665                         0  8  1  0  1  0        /* TX_ER */
1666                         0  f  2  0  1  0        /* RX_DV */
1667                         0  10 2  0  1  0        /* RX_ER */
1668                         0  0  2  0  1  0        /* RX_CLK */
1669                         2  9  1  0  3  0        /* GTX_CLK - CLK10 */
1670                         2  8  2  0  1  0>;      /* GTX125 - CLK9 */
1671         };
1672
1673    vii) Multi-User RAM (MURAM)
1674
1675    Required properties:
1676    - device_type : should be "muram".
1677    - mode : the could be "host" or "slave".
1678    - ranges : Should be defined as specified in 1) to describe the
1679       translation of MURAM addresses.
1680    - data-only : sub-node which defines the address area under MURAM
1681       bus that can be allocated as data/parameter
1682
1683    Example:
1684
1685         muram@10000 {
1686                 device_type = "muram";
1687                 ranges = <0 00010000 0000c000>;
1688
1689                 data-only@0{
1690                         reg = <0 c000>;
1691                 };
1692         };
1693
1694     g) Flash chip nodes
1695
1696     Flash chips (Memory Technology Devices) are often used for solid state
1697     file systems on embedded devices.
1698
1699     Required properties:
1700
1701      - device_type : has to be "rom"
1702      - compatible : Should specify what this flash device is compatible with.
1703        Currently, this is most likely to be "direct-mapped" (which
1704        corresponds to the MTD physmap mapping driver).
1705      - reg : Offset and length of the register set (or memory mapping) for
1706        the device.
1707      - bank-width : Width of the flash data bus in bytes. Required
1708        for the NOR flashes (compatible == "direct-mapped" and others) ONLY.
1709
1710     Recommended properties :
1711
1712      - partitions : Several pairs of 32-bit values where the first value is
1713        partition's offset from the start of the device and the second one is
1714        partition size in bytes with LSB used to signify a read only
1715        partition (so, the parition size should always be an even number).
1716      - partition-names : The list of concatenated zero terminated strings
1717        representing the partition names.
1718      - probe-type : The type of probe which should be done for the chip
1719        (JEDEC vs CFI actually). Valid ONLY for NOR flashes.
1720
1721    Example:
1722
1723         flash@ff000000 {
1724                 device_type = "rom";
1725                 compatible = "direct-mapped";
1726                 probe-type = "CFI";
1727                 reg = <ff000000 01000000>;
1728                 bank-width = <4>;
1729                 partitions = <00000000 00f80000
1730                               00f80000 00080001>;
1731                 partition-names = "fs\0firmware";
1732         };
1733
1734    More devices will be defined as this spec matures.
1735
1736
1737 Appendix A - Sample SOC node for MPC8540
1738 ========================================
1739
1740 Note that the #address-cells and #size-cells for the SoC node
1741 in this example have been explicitly listed; these are likely
1742 not necessary as they are usually the same as the root node.
1743
1744         soc8540@e0000000 {
1745                 #address-cells = <1>;
1746                 #size-cells = <1>;
1747                 #interrupt-cells = <2>;
1748                 device_type = "soc";
1749                 ranges = <00000000 e0000000 00100000>
1750                 reg = <e0000000 00003000>;
1751                 bus-frequency = <0>;
1752
1753                 mdio@24520 {
1754                         reg = <24520 20>;
1755                         device_type = "mdio";
1756                         compatible = "gianfar";
1757
1758                         ethernet-phy@0 {
1759                                 linux,phandle = <2452000>
1760                                 interrupt-parent = <40000>;
1761                                 interrupts = <35 1>;
1762                                 reg = <0>;
1763                                 device_type = "ethernet-phy";
1764                         };
1765
1766                         ethernet-phy@1 {
1767                                 linux,phandle = <2452001>
1768                                 interrupt-parent = <40000>;
1769                                 interrupts = <35 1>;
1770                                 reg = <1>;
1771                                 device_type = "ethernet-phy";
1772                         };
1773
1774                         ethernet-phy@3 {
1775                                 linux,phandle = <2452002>
1776                                 interrupt-parent = <40000>;
1777                                 interrupts = <35 1>;
1778                                 reg = <3>;
1779                                 device_type = "ethernet-phy";
1780                         };
1781
1782                 };
1783
1784                 ethernet@24000 {
1785                         #size-cells = <0>;
1786                         device_type = "network";
1787                         model = "TSEC";
1788                         compatible = "gianfar";
1789                         reg = <24000 1000>;
1790                         mac-address = [ 00 E0 0C 00 73 00 ];
1791                         interrupts = <d 3 e 3 12 3>;
1792                         interrupt-parent = <40000>;
1793                         phy-handle = <2452000>;
1794                 };
1795
1796                 ethernet@25000 {
1797                         #address-cells = <1>;
1798                         #size-cells = <0>;
1799                         device_type = "network";
1800                         model = "TSEC";
1801                         compatible = "gianfar";
1802                         reg = <25000 1000>;
1803                         mac-address = [ 00 E0 0C 00 73 01 ];
1804                         interrupts = <13 3 14 3 18 3>;
1805                         interrupt-parent = <40000>;
1806                         phy-handle = <2452001>;
1807                 };
1808
1809                 ethernet@26000 {
1810                         #address-cells = <1>;
1811                         #size-cells = <0>;
1812                         device_type = "network";
1813                         model = "FEC";
1814                         compatible = "gianfar";
1815                         reg = <26000 1000>;
1816                         mac-address = [ 00 E0 0C 00 73 02 ];
1817                         interrupts = <19 3>;
1818                         interrupt-parent = <40000>;
1819                         phy-handle = <2452002>;
1820                 };
1821
1822                 serial@4500 {
1823                         device_type = "serial";
1824                         compatible = "ns16550";
1825                         reg = <4500 100>;
1826                         clock-frequency = <0>;
1827                         interrupts = <1a 3>;
1828                         interrupt-parent = <40000>;
1829                 };
1830
1831                 pic@40000 {
1832                         linux,phandle = <40000>;
1833                         clock-frequency = <0>;
1834                         interrupt-controller;
1835                         #address-cells = <0>;
1836                         reg = <40000 40000>;
1837                         built-in;
1838                         compatible = "chrp,open-pic";
1839                         device_type = "open-pic";
1840                         big-endian;
1841                 };
1842
1843                 i2c@3000 {
1844                         interrupt-parent = <40000>;
1845                         interrupts = <1b 3>;
1846                         reg = <3000 18>;
1847                         device_type = "i2c";
1848                         compatible  = "fsl-i2c";
1849                         dfsrr;
1850                 };
1851
1852         };